近日，美國計(jì)算機(jī)歷史博物館發(fā)布了一個(gè)他們?cè)诮衲耆路莶稍L蔣尚義的速記。

　　按照介紹，蔣尚義1946年出生于中國重慶，1948年父親搬往中國臺(tái)灣。根據(jù)蔣尚義的描述，他在臺(tái)灣的成長過程是非常擁擠和困難的。不過他依然能夠就讀于中國臺(tái)灣名校臺(tái)大，修讀電機(jī)工程。1969年，他進(jìn)入美國普林斯頓大學(xué)學(xué)習(xí)，1974年，蔣尚義轉(zhuǎn)入斯坦福大學(xué)攻讀博士學(xué)位。

　　讀完書后，蔣尚義曾在ITT、TI和HP Labs等地方工作，然后擔(dān)任臺(tái)積電研發(fā)總裁，帶領(lǐng)臺(tái)積電技術(shù)團(tuán)隊(duì)成就了晶圓代工巨頭的領(lǐng)先位置。蔣尚義2006 年從臺(tái)積電退休，但在 2009 年又被要求返回。他想專注于兩大項(xiàng)目：晶體管“領(lǐng)先”和先進(jìn)封裝。他在 2015 年離開臺(tái)積電。2016 年，他受邀加入中芯國際董事會(huì)，開啟了在國內(nèi)工作的幾年生涯。

　　據(jù)計(jì)算機(jī)歷史博物館所說，這段口述歷史是對(duì)臺(tái)積電發(fā)展及其如何主導(dǎo)半導(dǎo)體代工業(yè)務(wù)的非常有價(jià)值的見解。任何對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)動(dòng)態(tài)感興趣的人都必須閱讀。

　　以下為蔣尚義的口述摘要：

　　1  求學(xué)生涯

　　在問到為何選擇從事半導(dǎo)體行業(yè)的時(shí)候，蔣尚義回應(yīng)道：“我選擇半導(dǎo)體是因?yàn)榕銮晌覀冇幸粋€(gè)系統(tǒng)，有些人擔(dān)任主席教授，大部分來自美國大學(xué)。我大四的時(shí)候，我們碰巧有2位半導(dǎo)體領(lǐng)域的講席教授。所以我參加了一些半導(dǎo)體課程。那時(shí)，我們可能的選擇是控制、電力和通信、半導(dǎo)體。計(jì)算機(jī)在當(dāng)時(shí)剛剛啟動(dòng)，所有這些領(lǐng)域。我之所以從事半導(dǎo)體是因?yàn)槲艺J(rèn)為我自己的興趣更多是物理學(xué)方向?！?/p>

　　正是因?yàn)閷?duì)物理感興趣，蔣尚義選擇了半導(dǎo)體，通信與信息論，這些他認(rèn)為涉及數(shù)學(xué)比較多

　　學(xué)科。然后，他去了普林斯頓。

　　“普林斯頓非常有名，我很高興。但是我到了那里之后，我發(fā)現(xiàn)普林斯頓實(shí)際上非常非常學(xué)術(shù)。在那個(gè)時(shí)候，我認(rèn)為他們?cè)谖锢怼?shù)學(xué)和哲學(xué)上是頂尖的。如果你是EE學(xué)生，你能受益匪淺。如果你是半導(dǎo)體專業(yè)的，他們會(huì)在一年級(jí)的時(shí)候送你去物理系學(xué)習(xí)，然后第二年你回來。對(duì)于信息論，他們把你送去學(xué)數(shù)學(xué)，然后重復(fù)同樣的情況。去了普林斯頓之后，我非常震驚。它在大多數(shù)領(lǐng)域都非常學(xué)術(shù)?！笔Y尚義說。

　　之后，蔣尚義表示，他開始我申請(qǐng)了真正的工程院校，當(dāng)中包括麻省理工學(xué)院、伯克利、斯坦福大學(xué)、加州理工學(xué)院。最后，他被伯克利和斯坦福錄取了，沒有被麻省理工學(xué)院和加州理工學(xué)院錄取。

　　正如上文所說，最后蔣尚義去了斯坦福大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從Gerald L. Pearson博士——一位貝爾實(shí)驗(yàn)室的老前輩，曾與肖克利和那些人一起工作。

　　據(jù)維基百科介紹，Gerald L. Pearson出生在俄勒岡州的塞勒姆。他在Willamette大學(xué)獲得數(shù)學(xué)和物理學(xué)學(xué)士學(xué)位，在斯坦福大學(xué)獲得物理學(xué)碩士學(xué)位。從 1929 年起，他在貝爾實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任研究物理學(xué)家，早期在熱敏電阻方面的工作獲得了 13 項(xiàng)熱敏電阻專利。二戰(zhàn)后，他是威廉·肖克利小組的一員，他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)開發(fā)半導(dǎo)體行為模型至關(guān)重要。1946 年，根據(jù) Shockley 的建議，他在PN 結(jié)上放置的硼酸乙二醇 (glycol borate ：gu) 液滴上施加電壓，尋找晶體管。

　　1954 年，他與Daryl Chapin和Calvin Souther Fuller一起在硅整流器方面的工作導(dǎo)致了第一個(gè)實(shí)用的光伏電池（太陽能電池）的誕生。1960 年，他從貝爾提前退休，在斯坦福大學(xué)擔(dān)任電氣工程教授，建立了化合物半導(dǎo)體研究項(xiàng)目。

　　據(jù)蔣尚義透露，他在斯坦福寫的博士論文是有關(guān)砷化鎵的，這在當(dāng)時(shí)是一種非常有前途的材料。

　　2  早期工作經(jīng)歷

　　在1974年博士畢業(yè)時(shí)，正值經(jīng)濟(jì)衰退時(shí)期，于是蔣尚義在ITT開始了他的工作生涯，從事GaAs激光器相關(guān)研究。據(jù)介紹，該產(chǎn)品是用于光纖通信的LED。ITT有一個(gè)光纖通信程序，需要一個(gè)光源，所以我的第一份工作是為他們研究這個(gè)光源，當(dāng)時(shí)其工作團(tuán)隊(duì)大概是五六個(gè)人。

　　在ITT工作了一年半之后，蔣尚義跳槽到了TI，這主要是基于兩個(gè)考慮：一方面，蔣尚義認(rèn)為他自己更像研究硅；另一方面，他希望第一份工作應(yīng)該讓他看得更遠(yuǎn)，而不是局限在一個(gè)那么小的團(tuán)隊(duì)，而TI正是他綜合上述兩點(diǎn)考慮做出的抉擇。

　　去了TI之后，蔣尚義最初的工作是研究硅太陽能電池。在當(dāng)時(shí)，受“石油禁運(yùn)”危機(jī)影響，美國政府希望探索一條新的前進(jìn)道路，并以此作為替代能源。按照蔣尚義所說，在TI的時(shí)候，他們制造了硅太陽能電池。他們當(dāng)時(shí)還設(shè)定了一個(gè)非常激進(jìn)的目標(biāo)，但從來沒有實(shí)現(xiàn)。

　　在研究太陽能電池兩年之后，蔣尚義轉(zhuǎn)向研究NMOS和CMOS。在那個(gè)時(shí)候，有關(guān)CMOS的研究也剛剛開始，蔣尚義的團(tuán)隊(duì)也嘗試學(xué)習(xí)如何制作CMOS。據(jù)蔣尚義所說，當(dāng)時(shí)非常有趣的一點(diǎn)是，您可以與一名工程師一起開發(fā)一項(xiàng)完整的技術(shù)。我可以運(yùn)行一些 SUPREM 模擬來模擬，然后我進(jìn)行擴(kuò)散，將自己的晶圓放到quartz boat上，并將其推進(jìn)爐子，再把它拉出來，看看效果。

　　“當(dāng)時(shí)我們正在研究的是5微米工藝，我們也能實(shí)現(xiàn)它。然后我離開TI的時(shí)候，研究的是1微米CMOS技術(shù)”，蔣尚義說。他同時(shí)強(qiáng)調(diào)，在TI的這段經(jīng)歷，他學(xué)到了很多半導(dǎo)體相關(guān)的技術(shù)和知識(shí)。

　　從蔣尚義的介紹我們得知，他在TI工作了大概四年半，從1976年到1980年。“當(dāng)時(shí)，在TI工作的張忠謀大概高我10級(jí)”，蔣尚義調(diào)侃道。他同時(shí)談到，在TI工作期間，他其實(shí)并不算真正認(rèn)識(shí)張忠謀。

　　離開了TI之后，蔣尚義加入了 HP Labs，并在那里工作了17年。據(jù)介紹，在HP Labs工作期間，蔣在不同的項(xiàng)目中開發(fā)了一些不同技術(shù)，但大都與CMOS相關(guān)?！拔覐氖逻^CCD 項(xiàng)目，我從事過 CMOS 項(xiàng)目，我還研究過 bipolar項(xiàng)目。我被任命為項(xiàng)目經(jīng)理，負(fù)責(zé)開發(fā)他們稱為 HP-25 的第一代bipolar產(chǎn)品。我認(rèn)為他們現(xiàn)在仍在生產(chǎn)中使用 HP-25，主要用于儀器。儀器仍然使用 bipolar，因?yàn)樗母咚偾殷w積不是很大?！笔Y尚義說。在他看來，在惠普實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)期，他碰巧被抓住了IC行業(yè)行業(yè)的機(jī)遇。因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)，每個(gè)公司希望擁有自己的IC技術(shù)，建設(shè)自己的晶圓廠。

　　蔣尚義同時(shí)提到，在惠普的時(shí)候，尤其是后期，他們開始意識(shí)到上述做法（每個(gè)公司擁有自己的IC技術(shù)和晶圓廠）沒有意義，于是他們開始整合所有的IC技術(shù)。而蔣尚義也意識(shí)到惠普已經(jīng)計(jì)劃逐步淘汰 IC，所以他認(rèn)為其在惠普職業(yè)生涯的后期總是面臨著整合的壓力——預(yù)算每年都在削減，永遠(yuǎn)不會(huì)雇用新人。

　　最后，HP Labs終于關(guān)閉了。

　　蔣尚義打趣道：“回想起來，這也是我們自己的錯(cuò)。例如我們說開始開發(fā)0.5微米的CMOS。但我們從未完成它。我們同時(shí)還會(huì)說，0.5 微米太老了，不再先進(jìn)了，讓我們?cè)?0.35 上工作吧?！闭且?yàn)榭偸窍胙芯孔铑I(lǐng)先的技術(shù)，但卻從未完成任何事情，也從未轉(zhuǎn)讓任何技術(shù)來制造它。這最終導(dǎo)致了HP Labs走向了終結(jié)。這也是蔣尚義認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室不再受公司歡迎的原因。

　　“就工作來說，HP真的是一個(gè)很適合的地方，其文化也讓人很好，很舒服。但回頭看，對(duì)于 IC 技術(shù)來說，你真的需要規(guī)模，而且是一個(gè)大規(guī)模。小規(guī)模是無法生存的，因?yàn)樗豢赡苡懈偁幜Α！笔Y尚義表示。

　　“從最基礎(chǔ)開始，因?yàn)樵O(shè)備太貴了。例如，如果今天你想研究16納米技術(shù)，你需要 300 種不同的設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備都有自己的吞吐量。有些設(shè)備可以在一小時(shí)內(nèi)制造 300 個(gè)晶圓。另一臺(tái)設(shè)備一個(gè)小時(shí)只能生產(chǎn)3個(gè)晶圓。這就意味著在工作的時(shí)候，有個(gè)設(shè)備90%的時(shí)間是空置的。”蔣尚義接著說。

　　據(jù)蔣尚義介紹，如果出現(xiàn)上述情況，你的設(shè)備成本，你的折舊，你的設(shè)備效率都變得非常非常低，所以你的成本非常高。對(duì)于每小時(shí)3個(gè)晶圓，您購買了另一臺(tái)設(shè)備，然后突然之間，您的吞吐量上升到每小時(shí) 6 個(gè)晶圓。因此，如果您查看每 1,000 個(gè)晶圓的資本成本與總產(chǎn)能曲線。就這樣下來了。

　　一開始，它非常非常高，因?yàn)楹芏嘣O(shè)備都處于閑置狀態(tài)。當(dāng)你的產(chǎn)能越來越大時(shí)，它就會(huì)下降。所以，當(dāng)談到knee時(shí)，這個(gè)knee點(diǎn)大約是每月 15,000 到 20,000 個(gè)晶圓。因此，如今想要制造新技術(shù)、領(lǐng)先技術(shù)晶圓廠的人，每月至少需要生產(chǎn) 30,000 片晶圓才能具有競爭力。因?yàn)榧词乖谀莻€(gè)時(shí)候，你的整個(gè)工廠成本 55% 都是折舊，即使你達(dá)到了高原（plateau）。

　　因此，如果晶圓廠的產(chǎn)能遠(yuǎn)小于每月 30,000 片晶圓，你會(huì)發(fā)現(xiàn)你不是完全有競爭力。您的成本將遠(yuǎn)高于您的競爭對(duì)手。此外，如果您的公司產(chǎn)能小，當(dāng)您從應(yīng)用材料公司購買設(shè)備時(shí)，從 Lam Research 購買設(shè)備時(shí)，您需要支付更多的費(fèi)用和更高的價(jià)格。我們知道差距可能是 15% 或更多。而三星或臺(tái)積電支付同樣的設(shè)備，它們的成本可以比小型晶圓廠低 15% 或 20%。

　　所以在所有這些事情中，規(guī)模經(jīng)濟(jì)確實(shí)起著非常關(guān)鍵的作用。最重要的是，現(xiàn)在如果你想

　　開發(fā)領(lǐng)先的技術(shù)，你至少需要大約 20 億美元預(yù)算。如果你有 20 億美元，你的收入需要約為 400 億美元。

　　按照蔣尚義所說，現(xiàn)在負(fù)擔(dān)得起開發(fā)領(lǐng)先工藝的只有臺(tái)積電、英特爾和三星，因?yàn)樗鼈兌极@得超過 400 億美元的營收，第四名不到100億美元，所以他們負(fù)擔(dān)不起。

　　他同時(shí)回憶道，在后期，HP其實(shí)已經(jīng)意識(shí)到HP Labs所面臨的的財(cái)務(wù)問題，他們也打算搞晶圓代工。他們也去了臺(tái)積電考察，但發(fā)現(xiàn)與臺(tái)積電差距實(shí)在太大。這讓HP徹底明白，一切為時(shí)已晚。

　　3  臺(tái)積電的生涯

　　在蔣尚義數(shù)十年的工作生涯中，臺(tái)積電的經(jīng)歷無疑是最值得濃墨書寫的一段。

　　蔣尚義在采訪中也強(qiáng)調(diào)，他一開始和當(dāng)時(shí)擔(dān)任臺(tái)積電董事長的張忠謀并不是很熟悉，充其量只是在一些會(huì)議中碰過他幾次。但在1996年的某天下班回家之后，50歲的他接到了一個(gè)電話，對(duì)話的另一頭就是張忠謀。

　　在電話中，張忠謀跟蔣尚義說：“我們現(xiàn)在有一個(gè)研發(fā)VP的空缺，你來跟我們一起工作吧。這是你的薪水，這是你的工作，這是簽約獎(jiǎng)金?！保ㄔ模篧e have an opening for VP of R&D. You come to work with us. Here, this is the salary, and this is your responsibility, and this is a signing bonus）

　　“我不需面試，而是被直接提供了一個(gè)工作機(jī)會(huì)”，蔣尚義說。他同時(shí)表示，在聽到張忠謀說完這些話之后，他的回應(yīng)是：“不用了，非常感謝，我從來沒想過去臺(tái)灣?！保ㄔ模篛h, no, thank you very much, but I never thought about going to Taiwan）。

　　蔣尚義表示，之所以他會(huì)這樣說，是因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)的他看來，臺(tái)積電還是一個(gè)很小的公司，這份工作也不是很穩(wěn)定。而且他當(dāng)時(shí)還背負(fù)著房貸，且還需要供孩子讀書。因此他經(jīng)受不起這樣的嘗試。“如果出了什么事，我會(huì)很難去找到一份新的工作”，蔣尚義說。

　　但在歷經(jīng)了半年的談判之后，蔣尚義還是加入了臺(tái)積電。他同時(shí)坦誠，之所以接受臺(tái)積電的offer，與張忠謀當(dāng)時(shí)給他提供的臺(tái)積電股票作為簽約獎(jiǎng)勵(lì)有關(guān)（股票是即時(shí)授予的）?！案鶕?jù)當(dāng)時(shí)臺(tái)積電的股票價(jià)格，如果按照我當(dāng)時(shí)的工資在HP工作到65歲，所獲得的工資收入還沒有臺(tái)積電股票的收入高”，蔣尚義說。

　　“從財(cái)務(wù)角度看，我加入臺(tái)積電沒有風(fēng)險(xiǎn)了，于是我接受了這個(gè)offer”，蔣尚義說。

　　加入了臺(tái)積電之后，蔣尚義也是直接向張忠謀匯報(bào)。在臺(tái)灣工作那段時(shí)間，他經(jīng)常晚上九點(diǎn)后回家，因?yàn)樗募胰瞬]有在臺(tái)灣，這讓他有足夠的時(shí)間投入到工作中。“但我發(fā)現(xiàn)張忠謀每天都是六點(diǎn)鐘準(zhǔn)時(shí)下班”，蔣尚義打趣道。

　　如蔣尚義所說，在他加入臺(tái)積電的時(shí)候，臺(tái)積電的技術(shù)在全球并沒有什么地位，就連他們想向IEDM投paper，對(duì)方甚至連看都不看，然后蔑視地回應(yīng)：“臺(tái)積電的? 哦！”（原文：From TSMC? Oh）。他同時(shí)指出，在他加盟臺(tái)積電時(shí)，這家后來的晶圓代工巨頭所擁有的研發(fā)人員僅僅是120人，當(dāng)中大多數(shù)人的經(jīng)驗(yàn)還都很淺。

　　在加入臺(tái)積電三個(gè)月后，蔣尚義成為了臺(tái)積電當(dāng)時(shí)正在研發(fā)的“0.25微米項(xiàng)目”的第四位負(fù)責(zé)人。在此前，他們更換了三位研發(fā)VP，同時(shí)還撤換了三位項(xiàng)目經(jīng)理。在負(fù)責(zé)這個(gè)項(xiàng)目之后，蔣尚義帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)確認(rèn)了需要解決的五個(gè)主要技術(shù)問題。

　　“我利用了我在HP時(shí)所學(xué)到的知識(shí)來解決技術(shù)問題”，蔣尚義承認(rèn)?！拔也]有盜竊前東家的任何文檔和商業(yè)機(jī)密”，蔣尚義接著說。

　　雖然仍然存在很多各種各樣的問題，但在蔣的帶領(lǐng)下，臺(tái)積電終于還是發(fā)布了0.25微米工藝。到了0.18微米工藝的時(shí)候，他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)又遇到了一些新的問題?！霸诮饘倩ミB中，你有金屬，你有電介質(zhì)，你用電介質(zhì)隔離你的金屬線。在以前，所有的電介質(zhì)都是二氧化硅，它是一種非常好的絕緣體。但那時(shí)人們開始意識(shí)到，我想減小電容，所以我必須減小K值。”蔣尚義指出。

　　這最后就推動(dòng)了后來聞名產(chǎn)業(yè)的“l(fā)ow k”概念的火熱。

　　蔣尚義表示，在那時(shí)，“l(fā)ow k”已經(jīng)開始成為想法。第一代的“l(fā)ow k”叫做FSG，他們?cè)赟IO2里放了一些粉末，K值會(huì)下降一點(diǎn)；所以我們?cè)?.25微米的時(shí)候使用FSG；但到了0.18微米后，有人提出了一個(gè)聰明的主意——做一些非常類似FSG的產(chǎn)品，但使用自旋技術(shù)，不必經(jīng)過化學(xué)氣相沉積 。自旋技術(shù)還有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，分別是成本較低和更加平面化。這最終推動(dòng)HSQ的誕生。額外提一下，在此時(shí)，IBM也有一個(gè)名為SILK的自旋“l(fā)ow k”材料，包括三星、聯(lián)電和ST在內(nèi)的多家公司也加入了IBM的這個(gè)材料研發(fā)聯(lián)盟。

　　接下來，到了0.13微米的時(shí)候，蔣尚義又帶領(lǐng)臺(tái)積電的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了又一次突破。

　　據(jù)介紹，0.13微米的時(shí)候，人們開始探索從鋁互連轉(zhuǎn)向銅互連。而IBM作為銅技術(shù)的領(lǐng)先者，在上面有超過十年的研發(fā)積累。但臺(tái)積電在此前并沒有任何相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，但他們還是義無反顧地走向銅互連，他們也最終成為全球第一家實(shí)現(xiàn)銅互連和“l(fā)ow k”生產(chǎn)的晶圓廠。據(jù)他所說，IBM失敗的原因與他們?cè)凇發(fā)ow k”上的自旋選擇有關(guān)。

　　“0.13微米工藝是臺(tái)積電一個(gè)非常重要的節(jié)點(diǎn)，因?yàn)槲覀兟氏攘慨a(chǎn)了‘銅互連’和‘low k’，業(yè)界也從這個(gè)時(shí)候開始關(guān)注臺(tái)積電。這可謂是臺(tái)積電的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)”，蔣尚義說。在采訪中他還談到，之所以臺(tái)積電能夠?qū)崿F(xiàn)超越，員工的投入功不可沒。因?yàn)樗麄兪侨嗟沟模?4小時(shí)不停地研發(fā)。然而美國那邊的研發(fā)每天只工作八個(gè)小時(shí)。這就是所謂的“Faster learning cycle”。

　　蔣尚義同時(shí)說道，之所以臺(tái)灣的工程師可以做到這樣投入地工作，這與亞洲人本身的文化有關(guān)。他表示，亞洲人經(jīng)歷過很艱難的歲月，所以他們對(duì)掙錢有極高的渴望。且愿意犧牲自己的隱私、私人生活去擁有財(cái)務(wù)上的保障。（原話: I think the culture. Asians are more hungry, because we had a tougher life. So, to make money is more important to us. People are willing to sacrificetheir own privacy, their private life in order to have financial security.）

　　在他看來，正是這24小時(shí)不間斷的工作，是成就臺(tái)積電的原因之一。他同時(shí)舉例說，在臺(tái)灣，如果設(shè)備壞了，即使在凌晨兩點(diǎn)，他們找設(shè)備工程師來維護(hù)，工程師也沒啥怨言，他們的家人也不會(huì)抱怨。但如果在美國，設(shè)備只能到第二天早上才有人過來維修。

　　蔣尚義還分享了一個(gè)在臺(tái)積電時(shí)候的趣事。

　　在1999 年，臺(tái)積電在俄勒岡州開辦了一家名為 WaferTech 的晶圓廠，但這家晶圓廠的表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于臺(tái)積電晶圓廠，這讓臺(tái)積電非常頭疼。所以某天早上他們決定，讓在臺(tái)灣負(fù)責(zé)制造的副總裁拿到了一份 20 人的名單，叫他打電話給每個(gè)人，把他們叫到辦公室，每人分別呆十分鐘。最初的人一頭霧水，因?yàn)樗麄儚膩頉]有和這位副總裁談過，也不知道他們想做什么。最后，原來是臺(tái)積電想從臺(tái)灣派一些人去美國。最后這個(gè)20人小組推動(dòng)WaferTech上了軌道。

　　4  先進(jìn)封裝的故事

　　眾所周知，蘋果和臺(tái)積電可謂是過去十年最有代表性的一對(duì)搭檔。他們兩者在過去多年的發(fā)展中，也相互成全。但蔣尚義表示，蘋果在與臺(tái)積電第一次接觸的時(shí)候只是試水，美國巨頭也只提交了一個(gè)產(chǎn)品。后來，蘋果將自己與臺(tái)積電緊緊綁在一起。按蔣尚義所說，之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，這與臺(tái)積電在先進(jìn)封裝上的布局有重要的關(guān)系。

　　而這一切都要從2009年說起。因?yàn)樵谀且荒?，退休了四年的張忠謀重返臺(tái)積電擔(dān)任CEO，然后他也也想把2006年退休的蔣尚義帶回臺(tái)積電。但在接受張邀請(qǐng)的時(shí)候，蔣尚義表示，他想啟動(dòng)兩項(xiàng)計(jì)劃，第一項(xiàng)是晶體管領(lǐng)先。“我們一直落后英特爾，我想追上英特爾”，蔣尚義對(duì)張忠謀說?！拔蚁雴?dòng)的第二項(xiàng)計(jì)劃是先進(jìn)封裝”，蔣尚義接著告訴張忠謀。

　　但張忠謀聽到這個(gè)說法后說：“你加入臺(tái)積電太遲了。其實(shí)從創(chuàng)建臺(tái)積電的第一天開始，我們就考慮過我們是否做封裝，但我們最終還是放棄了。主要原因是后者的技術(shù)含量相對(duì)較低，利潤也較低”。蔣尚義回應(yīng)道：“不，我所說的封裝并不是類似打線這樣的傳統(tǒng)封裝，我想做的是先進(jìn)封裝。”

　　蔣尚義指出，在當(dāng)時(shí)，他實(shí)在想不到一個(gè)比先進(jìn)封裝更好的術(shù)語來描述他設(shè)想的那種封裝。但現(xiàn)在，先進(jìn)封裝已經(jīng)被所有人所熟悉?！叭绻憧匆幌录夹g(shù)圖，在硅片上，我們遵循摩爾定律，進(jìn)步非常顯著。但是如果你看一下 PC 板中的封裝，如果你看一下 PCB，金屬間距（metal pitch）是 110 微米，這維持了差不多20年了?！笔Y尚義接著說。

　　他表示，過去人們?cè)诜庋b研發(fā)上的花費(fèi)很少。此外，他們花費(fèi)更多的精力來降低成本。由于硅晶圓的進(jìn)步，每次升級(jí)技術(shù)都能將獲得性能提升，這使整個(gè)行業(yè)過去都對(duì)此感到滿意，于是他們對(duì)封裝就沒有太多關(guān)注。但現(xiàn)在，我們開始看到封裝在某些情況下會(huì)成為瓶頸。隨著摩爾定律接近極限，我們需要解決這個(gè)瓶頸。

　　“圖形芯片巨頭英偉達(dá)是我們客戶，他們之前有一個(gè) GPU搭配8 個(gè)DRAM。你需要在GPU和DRAM之間來回發(fā)送很多信號(hào)。如果你看一下這個(gè) GPU 和 DRAM，它們之間的差距是如此之大。為什么他們隔得那么遠(yuǎn)？因?yàn)榻饘倬€很寬。如果離得太近，你無法把所有這些金屬線相連。正因?yàn)槿绱耍藗冊(cè)敢飧冻龃蠹s 30% 的速度和大約 60% 的功耗去驅(qū)動(dòng)（driving）這些線?！笔Y尚義舉例說。他同時(shí)表示，如果用硅片代替一塊 PCB，就可以將 GPU 和 DRAM 并排放置，這樣其性能就會(huì)很像在同一個(gè)硅片上一樣上。在做了一個(gè)模擬之后，這幾乎相當(dāng)于受益于兩代技術(shù)。

　　不過蔣尚義也坦誠，在當(dāng)時(shí)，只有圖形芯片是這樣的設(shè)計(jì)，這就意味著擁有相同需求的芯片是少數(shù)。

　　在聽了蔣尚義的講述之后，張忠謀深表贊同并問道：“你需要我提供多少資源”。蔣尚義回應(yīng)說：“我需要額外的400名工程師和大約一億美元的設(shè)備?！?在得到了張忠謀的拍板以后，蔣尚義便開始招人，在大約一年之后，他找到了Doug Yu，一個(gè)技術(shù)非常好的人來推動(dòng)整個(gè)項(xiàng)目。

　　所以又過了一年，臺(tái)積電終于開發(fā)出了一個(gè)叫做“硅中介層”的技術(shù)。在“硅中介層”里，臺(tái)積電使用焊料凸塊（solder bump）代替引線鍵合，并將從 CPU 到 DRAM 的互連都放在硅上制作。在這個(gè)實(shí)現(xiàn)過程中，臺(tái)積電甚至不必使用非常先進(jìn)的硅技術(shù)，而是使用了三代舊技術(shù)。但出乎意料的是，效果非常好。

　　在開發(fā)技術(shù)的同時(shí)，臺(tái)積電開始尋找客戶。當(dāng)他們把這個(gè)想法告訴英偉達(dá)之后，GPU巨頭回應(yīng)道：“哦，這太棒了！”。但蔣尚義也說，他們從未使用過它。

　　后來又一天，英偉達(dá)的代工、外包副總裁告訴蔣尚義：“您不知道我們是如何與您合作，又如何與封裝公司合作，如何與 OSAT合作”。“我們可以讓 OSAT 做任何事情，但是你們太不靈活了，你們要求 30% 的利潤，他們只要求 5% ?！边@位副總裁接著說?！拔也粫?huì)與您合作開發(fā)封裝，除非你將你的技術(shù)轉(zhuǎn)移到 OSAT，而我與他們合作。”副總裁告訴蔣尚義。

　　在這位副總裁看來，與 OSAT合作，他們可以告訴后者在我預(yù)算有問題的時(shí)候保留庫存。我也可以告訴他們何時(shí)保留（when to hold it），何時(shí)釋放（when to release it）。換而言之，OSAT會(huì)完全聽從英偉達(dá)的指示，但他們認(rèn)為臺(tái)積電從來沒有這樣做過?？偨Y(jié)而言，英偉達(dá)之所以不想用臺(tái)積電的先進(jìn)封裝，是因?yàn)樗麄冋J(rèn)為臺(tái)積電利潤太高，他們想臺(tái)積電用OSAT的利潤給他們做這些事。

　　正是這樣，讓蔣尚義開始意識(shí)到，任何客戶使用全新的技術(shù)都是高風(fēng)險(xiǎn)的。如果它不起作用怎么辦？會(huì)讓整個(gè)公司都會(huì)倒閉，這樣做出選擇新技術(shù)決定的人肯定會(huì)被解雇。這樣的風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)也讓臺(tái)積電找不到客戶。后來經(jīng)過不懈的努力，臺(tái)積電說服Xilinx 使用了他們的先進(jìn)封裝。不過蔣尚義表示，Xilinx在 使用它的方式與其預(yù)期相差甚遠(yuǎn)。

　　“我開發(fā)技術(shù)的初衷是我認(rèn)為這會(huì)解決性能瓶頸問題，但Xilinx 只想將四個(gè)die連接在一起，這樣他們就可以將其作為下一代產(chǎn)品出售，并且可以以非常非常好的價(jià)格出售。所以他們使用了先進(jìn)封裝，把 4 個(gè) die 封裝在一起，使其成為一個(gè)非常大的 die。在我看來，我的創(chuàng)新并沒有被用在好的地方?！笔Y尚義說。

　　據(jù)介紹，Xilinx使用的是臺(tái)積電的第一代CoWoS技術(shù)。在這代技術(shù)上，臺(tái)積有且僅有這一個(gè)客戶，而且他們每個(gè)月的訂單是50片晶圓，這讓蔣尚義壓力很大。但之后，高通出現(xiàn)了。蔣尚義回憶道，在一次與高通VP吃飯的過程中，他們談到了臺(tái)積電的先進(jìn)封裝技術(shù)。之后這位高通VP說：“如果你把那個(gè)技術(shù)賣給我，我只愿意為每一平方毫米支付一美分?！?/p>

　　正是這句話讓蔣尚義恍然大悟?；厝ブ螅孌oug Yu去算一下 CoWoS 花了公司多少錢。最后得出的結(jié)果是——每平方毫米七美分?！八赃@就是我們賣不出去的原因?！笔Y尚義喃喃道。他接著說，讓我們開發(fā)一些只需一分錢成本的技術(shù)吧，為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，你可以犧牲性能。于是，臺(tái)積電被稱為 InFO 的第二代技術(shù)面世，這也是臺(tái)積電第一個(gè)被大賣的先進(jìn)封裝技術(shù)，InFO 也是蘋果被臺(tái)積電迷住的原因。

　　按照蔣尚義所說，之所以臺(tái)積電在早期沒有拿到蘋果的訂單，是因?yàn)槿菫樗麄兲峁┝艘环N封裝解決方案——在 CPU 頂部、AP頂部引線鍵合 DRAM，這一開始臺(tái)積電做不到。但后來InFO面試之后，臺(tái)積電就把蘋果搶來過來。

　　“可以說是一句話救了我們的命”，蔣尚義強(qiáng)調(diào)。蔣尚義接著說，在當(dāng)時(shí)提出先進(jìn)封裝計(jì)劃的時(shí)候，他們并沒有CPU客戶，他們對(duì)此也不是很關(guān)心。但現(xiàn)在，AI成為熱潮，相關(guān)芯片也能從臺(tái)積電的這些封裝設(shè)計(jì)中受益，這也是先進(jìn)封裝越來越熱的原因。

　　5  為什么沒有18英吋晶圓？

　　在采訪中，蔣尚義還就18英吋晶圓的失敗原因進(jìn)行了一些解讀。

　　他表示，在2013 年的時(shí)候，450mm晶圓非?；鸨?，而英特爾也在大力推動(dòng)。據(jù)他所說，晶圓走向 6 英寸是由 IBM 推動(dòng)的，而英特爾則是晶圓走向 8 英寸和 12 英寸的最大幕后推手，因此他們想再次驅(qū)動(dòng) 450mm晶圓的亮相。所

　　在很多人看來，英特爾之所以想這樣做，是想提高生產(chǎn)力。不過蔣尚義表示，這只不過是巨頭的一個(gè)游戲——一個(gè)大家伙想利用小家伙的游戲，這也是很明顯的事情。因?yàn)槿绻阆肴ネ懂a(chǎn)18 英寸，那么首先就需要所有的設(shè)備供應(yīng)商將其設(shè)備升級(jí)以支持18 英寸，晶圓廠也不會(huì)再在 12 英寸上制造最先進(jìn)的技術(shù)。這就意味著在18英寸上，不會(huì)再有小玩家，他們會(huì)自動(dòng)被淘汰了。第二，這些小玩家不需要這么大的容量，他們也負(fù)擔(dān)不起。所以蔣尚義認(rèn)為，這是一個(gè)把小玩家淘汰的手段。

　　之后，英特爾開始實(shí)施了他的計(jì)劃。英特爾也非常努力地想讓臺(tái)積電和三星聯(lián)手。英特爾同時(shí)已經(jīng)開始花費(fèi)幾十億美元準(zhǔn)備 450 毫米晶圓。而在當(dāng)時(shí)，臺(tái)積電還在積極推動(dòng) 12 英寸，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這對(duì)他們來說效果很好。但同樣地，臺(tái)積電開始變得非常激進(jìn)。在某次投資者大會(huì)上，張忠謀本人甚至給出了臺(tái)積電 450 毫米的路線圖。反觀三星則很安靜。不過這也絲毫阻止不了450mm晶圓的火熱。

　　但到了2013 年三月的某一天，蔣尚義告訴張忠謀：“我認(rèn)為我們不應(yīng)該推廣這些 450 毫米晶圓。因?yàn)樵谶^去，我們的競爭對(duì)手是聯(lián)電這些比臺(tái)積電小得多的企業(yè)，我們提倡450 毫米可以領(lǐng)先他們。但現(xiàn)在，我們只有兩個(gè)競爭對(duì)手——英特爾和三星，兩者都比我們大，所以這個(gè)推動(dòng)對(duì)我們一點(diǎn)幫助都沒有，反而它會(huì)傷害我們?！?/p>

　　蔣尚義舉例說，他不知道英特爾到底有多少研發(fā)工程師，但臺(tái)積電有 6,000 名研發(fā)人員。但他知道英特爾的研發(fā)預(yù)算比臺(tái)積電大得多。如果假設(shè)英特爾有8,000 個(gè)研發(fā)人員，那就意味著雙方的研發(fā)人員比例是八比六。但如果臺(tái)積電開始 450 毫米研發(fā)，可能會(huì)束縛 3,000 名工程師，使得臺(tái)積電還有三千可用的工程師，不過英特爾還有5000個(gè)。用 5,000 與 3,000 競爭，會(huì)讓臺(tái)積電的壓力要大得多，這也對(duì)公司一點(diǎn)幫助都沒有。

　　正是蔣尚義的說法讓張忠謀茅塞頓開，他也對(duì)蔣尚義很感激，然后問道：“我們可以做什么？蔣尚義回應(yīng)說：“Mike Splinter（時(shí)任應(yīng)用材料公司首席執(zhí)行官)今天來了,你可能想和他談?wù)??！睋?jù)了解，在當(dāng)時(shí)，其實(shí)幾乎所有的設(shè)備公司都反對(duì)18吋晶圓的計(jì)劃，但ASML除外。因?yàn)樵诤商m巨頭看來，無論晶圓大小，他們的光刻機(jī)都是一樣工作。但這也加強(qiáng)了張忠謀放棄這個(gè)計(jì)劃的決心。

　　到了2013 SEMICON West，Intel再次邀請(qǐng)臺(tái)積電和三星加入，希望他們一起推動(dòng)18英寸晶圓。不過臺(tái)積電回應(yīng)道，我們的首要目標(biāo)是研發(fā)先進(jìn)技術(shù)，這最終導(dǎo)致了18吋晶圓項(xiàng)目的最終失敗，自此以后，再也沒有人提過450mm晶圓。

　　6  英特爾失敗探討

　　在問到現(xiàn)在臺(tái)積電取得了巨大進(jìn)步，到英特爾卻步履維艱的原因時(shí)。蔣尚義回應(yīng)道：“在我個(gè)人看來，尤其是從研發(fā)看來，我們并沒有真正做任何特別的或者很出色的事情， 但我們沒有犯任何重大錯(cuò)誤。我認(rèn)為當(dāng)我們開始時(shí)，聯(lián)華電子是臺(tái)積電真正的強(qiáng)大競爭對(duì)手，競爭非常激烈。但聯(lián)電在0.13微米工藝上犯錯(cuò)了。我也認(rèn)英特爾同樣是因?yàn)榉噶艘恍╁e(cuò)誤，但臺(tái)積電沒有犯過什么大錯(cuò)”，蔣尚義說。

　　他進(jìn)一步指出，英特爾和臺(tái)積電擁有兩種不同的文化。英特爾決定要做所有事情，“copy exact”。

　　這是他們研發(fā)和制造中最重要的原則。這對(duì)他們來說意味著什么？這意味著，他們?cè)谘邪l(fā)中開發(fā)這種技術(shù)，使用這種設(shè)備，使用這種配方。他們檢查這一切都非常徹底，確保一切都很棒，然后去制造，你永遠(yuǎn)不會(huì)改變它。你只要跟著他們的指引就行了。不要做任何改變很好，因?yàn)槟愕娘L(fēng)險(xiǎn)要低得多。但問題是一年后，新設(shè)備效率更高。在這時(shí)，臺(tái)積電會(huì)嘗試它，但英特爾不會(huì)。那么，這就導(dǎo)致臺(tái)積電的成本開始低于英特爾。

　　另一個(gè)明顯的原因是英特爾的系統(tǒng)。他們可以以每片 20,000 美元的價(jià)格出售晶圓，因?yàn)樗麄兊腃PU芯片的價(jià)格非常高。但臺(tái)積電不能以 2 萬美元的價(jià)格出售該晶圓，只能售價(jià) 4000 美元。所以臺(tái)積電必須努力降低成本。

　　“我真的很尊重英特爾，我認(rèn)為他們最愿意承擔(dān)非常高的風(fēng)險(xiǎn)。在每一代技術(shù)中，他們都愿意冒險(xiǎn)去做新鮮玩意。在許多關(guān)鍵領(lǐng)域，例如，像高 K 金屬柵極、應(yīng)變工程、FinFET 等，總是英特爾第一個(gè)采用它。然后臺(tái)積電會(huì)在接下來的一代采用?！笔Y尚義說。

　　所以，在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，英特爾的表現(xiàn)都要好于臺(tái)積電。當(dāng)蔣尚義還在臺(tái)積電的時(shí)候，他經(jīng)常跟同僚說：“我們落后于英特爾?！?他也指出：“別因?yàn)槟阍谟⑻貭栔鞍l(fā)布10納米高興，其實(shí)臺(tái)積電的10nm更像英特爾的 14 納米。“蔣尚義重申，臺(tái)積電通常會(huì)等到英特爾采用了新技術(shù)之后，才在其下一代引入。當(dāng)中不僅包括設(shè)計(jì)規(guī)律，臺(tái)積電在晶體管性能上也落后于英特爾。

　　”當(dāng)我在臺(tái)積電時(shí)，我發(fā)起了一項(xiàng)稱之為 Advanced Transistor Leadership的倡議，我們想在晶體管性能上趕上并擊敗英特爾，但那個(gè)項(xiàng)目失敗了。我認(rèn)為除了臺(tái)積電的小組之外沒有人知道這一點(diǎn)。所以，我整個(gè)職業(yè)生涯中最大的遺憾是我們沒有趕上英特爾。但現(xiàn)在從表面上看，臺(tái)積電現(xiàn)在可以做 5 納米的生產(chǎn)，英特爾仍處于 10 納米。可以肯定英特爾確實(shí)以某種方式跌倒了，英特爾也真的是有點(diǎn)落后了?！笔Y尚義在采訪中說。不過他也指出：“臺(tái)積電聲稱他們?cè)谌昵熬鸵呀?jīng)領(lǐng)先英特爾，但事實(shí)并非如此。”

　　7  寫在最后

　　2009年回到臺(tái)積電后，蔣尚義一直待到2013年，之后赴大陸任職，這又是另外的故事，我們?cè)谶@里就不再贅述了。但毫無疑問的是，從蔣尚義的從業(yè)經(jīng)歷中，我們看到了產(chǎn)業(yè)的很多變遷和臺(tái)積電稱霸過程的一些里程碑。

　　舉個(gè)例子，在前面有談到，在蔣尚義剛?cè)ヅ_(tái)積電的時(shí)候，投稿給期刊會(huì)被看輕。但蔣尚義表示，在他離開臺(tái)積電的時(shí)候，當(dāng)那些期刊接收到臺(tái)積電投稿的時(shí)候會(huì)說：“如果這個(gè)paper是臺(tái)積電的，那就必然會(huì)被接受的?！?原文：If this paper is from TSMC, it will be accepted.)。因?yàn)槟菚r(shí)候，臺(tái)積電已經(jīng)成為了全球的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。

　　蔣尚義同時(shí)指出，半導(dǎo)體行業(yè)能走到今天，是很多很多人付出了大量的心血以后的成果。

　　更多信息可以來這里獲取==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<